中国有核潜艇,为什么航母却用常规动力不用核动力呢?

中国有核潜艇核电站,为什么却不能把核动力用在航母上呢?小白一个,一直是心里的一个疑问,不要喷我。

各有优势,就像现在的汽车,有汽油车,有电动汽车,还有混合动力车。

中国有核潜艇,为什么航母却用常规动力不用核动力呢?

我是萨沙,我来回答。

这是因为核潜艇的核反应堆,同航母核反应堆有很大的不同。

当然也可以通用,将核潜艇移植到航母上,但效果一般会很差。

法国“夏尔·戴高乐”号就是例子。该航母使用两座K-15压水式反应堆,也就是红宝石级攻击核潜艇搭载的CA-S48型压水堆的放大型号。

因为核潜艇受到潜航的限制,必须尽可能的减少体积,以避免增加暴露的可能。

出于这个目的,核潜艇的反应堆一定要小。

但航母则没有这方面的限制,反应堆可以建造的大一些。

所以,4万多吨的戴高乐号只装了两台K-15,总马力7万6千匹,轴马力只有30兆瓦。

而如果在美国,这种马力多是使用在1万多吨的军舰。

由于动力有限,戴高乐号航母最高航速仅有27节。

在航母要尽量提高速度的今天,戴高乐航母存在设计上的缺陷。

自然,航母可以多装几个核潜艇反应堆,提高动力,但结构会变得非常复杂。

早期美国也有航母这样设计,一次大修往往要持续数年时间,不能符合实战需要。

打个不恰当的比方,核潜艇的反应堆,类似于摩托车发动机,而核动力航母反应堆,就是跑车发动机。

摩托车发动机受到车体的限制,不能造的很大,受到很多的限制,马力也无法很大。

而跑车发动机可以大得多,动力也轻松超过摩托车。

如果硬要将多台摩托车发动机装上跑车,当然也是可以的,却不伦不类,会导致一系列的问题。

所以,航母核反应堆还是要重新设计,这个不能因陋就简,不然后患无求。

2018年,中广核集团下属的研究院已经开始第一艘核动力破冰船的招标和建造工作,据消息人士透露该船有可能超越满载排水量2万3千吨、全长134米的俄罗斯“北极号”,成为全世界最大的核动力破冰船。

由此可见,我国已经有了专业大型船只核反应堆的设计和制造能力,不需要核潜艇移植了。

中国有核潜艇,为什么航母却用常规动力不用核动力呢?

我国在上世纪70年代就拥有了核潜艇,也就是091型核潜艇,但是一直到现在都没有其他的核动力水面舰艇,很多人都说,核潜艇的动力装置不能直接移植到航母上吗?为什么我们的第一艘国产航母003型是常规动力?其实呀,这是因为航母的核动力和核潜艇的核动力有很大的区别,或者说水面船舶的核动力和核潜艇的核动力装置本来就不同。

图为美国福特级核动力航母,可见其核反应堆的位置。

图为航母核反应堆和蒸汽轮机组动力系统的整体结构图。

核反应堆,说到底是一个锅炉,在日本,核反应堆也叫作核子炉,因为核反应堆是起到锅炉那种产生功率的作用,在航母上,核反应堆主要就是取代了锅炉的作用,核反应堆产生功率,然后把功率通过蒸汽轮机组来释放,核反应堆加热蒸汽,蒸汽驱动蒸汽轮机,这是航母上的核动力装置,也是目前为止,所有的核动力水面船舶使用的方式。

图为潜艇核反应堆和动力系统的结构图,蒸汽驱动涡轮机发电后,才转换为动力,功率较小。

所以说到底,航母核动力是一种蒸汽轮机动力。而在核潜艇上,核反应堆的功率则是进入一个轮机组,由轮机组产生电能,电力进入蓄电池组,然后由潜艇的电力推进装置完成动力的输出。换言之,核潜艇是把核反应堆当做了发电机,而航母是拿核反应堆作为锅炉,两者机械结构上的侧重点和主要结构不同。

图为法国海军戴高乐号核动力航母,他就是因为直接移植的核潜艇核动力,导致了功率小、航速慢、容易断螺旋桨。

核反应堆倒是好造,但是蒸汽轮机组太难,尤其是能够充分转换核反应堆功率的蒸汽轮机组非常难造,意味着他要具备巨大的功率承受和输出能力,而且性能要可靠,不能经常维修,毕竟他的蒸汽是带有核辐射的,核反应堆蒸汽泄漏可是最严重的的核事故之一,能少修轮机组就少修一点,最好是造好了就不要动他。

图为核潜艇和航母使用的小型一体化压水反应堆结构图。

况且,核反应堆自己的功率也不同,比如,法国海军核潜艇用的K-15核反应堆,直接移植到了航母“戴高乐”上,因为功率不足,导致航母输出马力只有76000多马力,而且由于法国蒸汽轮机动力技术不成熟,导致轮机组经常出故障,丢掉螺旋桨都好几次了,航母最大航速连26节都不到,已经成为笑话,核动力航母,竟然在动力上不如常规动力航母。

图为核动力航母结构图,要建造这样的核动力航母,我们还有很长的路要走。

所以说,在掌握完整的水面舰艇核动力技术之前,不要轻易使用核潜艇动力直接移植的办法,像人家苏联,都是先建造“列宁”级核动力破冰船,然后才探索建造了“基洛夫”级核动力巡洋舰,最后才建造的1143.7型“乌里扬诺夫斯克”号航母,而且中间还建造过一艘“乌拉尔”级核动力侦察舰,这是一个逐步成熟的过程,可不是随便就能突破的技术,还是要符合工业技术升级的规律才行嘛。

中国有核潜艇,为什么航母却用常规动力不用核动力呢?

虽说目前全球拥有核潜艇的国家也不过,但至少还有“五常”和印度六个国家,可拥有核动力航母国家更少,只有美国和法国两个国家。而我国也是在上世纪70年代就开始建造核潜艇,可在50年后的今天建造的两艘航母也都是常规动力,那为何我国能建造核潜艇却不能建造核动力航母呢?

首先,建造核潜艇与建造核动力航母所需要的技术难度是不能同日而语的,要知道一艘弹道导弹核潜艇的吨位最大也只有2万吨左右,最大航速也只有25节;而一艘核动力航母的吨位却可以轻松达到8万吨以上,而且最大航速也都在30节以上。所以,核动力航母所需要的动力要远在核潜艇之上。

当初的法国,在没有大功率核反应堆的情况下,毅然决然的去建造“戴高乐号”核动力航母,然后为了节省研究费用,就直接拿来了“凯旋级”核潜艇上面所用的K-15核反应堆(功率150兆瓦),而且还只用了2座K-15,这就使得4万吨的“戴高乐号”航母动力严重不足,最大航速只有25节左右,甚至成为了一个全球“笑柄”!

除此之外,美国第一款核动力航母“企业号”的时候,也算是用了核潜艇的核反应堆,不过美国为了防止功率不足,直接用了8座单堆热功率150兆瓦的A2W核反应堆,最终功率虽然够了,但8座核反应堆占据了很大的航母内部空间,而且8座核反应堆“并联”的稳定性和易维护性都要差了很多,所以在建造了“企业号”之后美国又回头建造了“小鹰号”!

而截至到目前,我们所拥有的功率最大的舰用核反应堆就是094型核潜艇上面所用的了,按照1.8万吨的“俄亥俄级”核潜艇和2.4万吨的“北风之神”核潜艇上使用的核反应堆来推算,水下排水量1万吨左右的094核潜艇的核反应堆功率应该只有90-120兆瓦,甚至不及法国的K-15核反应堆。

而若我们想用单堆热功率120兆瓦的核反应堆建造一艘满载排水量8万吨左右、最大航速在30节以上的核动力航母,至少也要“并联”8座094核潜艇所用的核反应堆,这样一来之前“企业号”航母所遇到的各种问题,我们也会都会再次遇到,而这无疑是一件得不偿失的选择。

所以,拥有建造核潜艇的能力并不意味着就可以建造核动力航母,这需要功率更大且足够小型化的核反应堆才可以。对于目前的我们,要想建造第一艘8万吨级核动力航母,需要先研制出单堆热功率300兆瓦以上的小型化核反应堆,然后“并联”4座这样的核反应堆就可以了。

中国有核潜艇,为什么航母却用常规动力不用核动力呢?

估计是小步走策略,核潜艇需要远航,优势明显,航母没用核,主因是花费大,先把常规整清楚,且沒有急迫的因素在全球巡航。

中国有核潜艇,为什么航母却用常规动力不用核动力呢?

核潜艇反应堆功率太小,无法满足航母需要,而我国战略环境也不需要核动力航母

核潜艇的反应堆功率太小,并不适合直接作为航母的动力。历史上已经有两个铁憨憨直接拿核潜艇的反应堆直接来用,后果都不理想。

第一个是人类历史上第一艘核动力航母企业号,他用的是原本核潜艇上改进而来的A2W反应堆。这种反应堆功率只有3.5万轴马力,所以企业号核动力航母绑了8台A2W核反应堆才凑出28万马力的动力。整套传动系统和变速箱都极其复杂,而且维修起来麻烦无比,并没有得到多少好处。

第二个则是法国海军的戴高乐号核动力航母,其采用两台凯旋级核潜艇的K-15核反应堆,两台总功率只有7.62万轴马力。所有戴高乐号航母在海试时最高航速只跑出25节,严重影响其战斗力。

核潜艇排水量普遍教小,一般都在2万吨之内,而核潜艇水下航行没有兴波阻力,阻力要小于水面航行,所有核潜艇的核反应堆功率普遍要小很多。再加上核潜艇反应堆直径受限于在核潜艇耐压壳大小,功率也无法做大。要想满足大型航母的动力需求,那就只能学企业号那样拼命堆反应堆数量。

但是核潜艇反应堆设计又有不同,核潜艇不在战斗状态是很少进行满速航行,这样噪音太大,大多是低速巡航状态,核反应堆满功率运转次数要小很多。而核航母则不一样,经常需要高速航行产生甲板风帮助舰载机起降,舰载机弹射起飞时弹射器蒸汽也是由反应堆消耗热量产生。这两者的冲突导致反应堆可靠性降低,反应堆寿命减少,各种故障层出不穷,也是企业号航母头疼不止的。

所以美国海军在随后的尼米兹级航母上,专门研制A3W核反应堆,每台反应堆功率达到13万马力,两台反应堆就可以满足尼米兹级航母需求。同时反应堆寿命要比企业号的A2W反应堆高出一倍,每次添加核燃料的总成本也只有企业号的1/3。到了现在福特级核动力航母上,其使用的A1B核反应堆单台功率高达28万马力,相当于企业号航母8台A2W反应堆的总动力。

另一个原因就是,我国目前战略环境,也不需要核动力航母。核动力航母最大左右在于节省掉了燃料重量,特别是对于需要赶去地球另一端战斗来说,非常有必要。但是我国目前的战略态势,并不需要全球机动作战,当前我国战略出发点还是立足于本土防御,围绕第一、第二岛链实行反介入/区域阻止战略。阻敌于海岸线外,所以我国航母在战时,主要还是在我国近海范围内实施机动作战,我们不会跑到地球另一端进行远征侵略作战。

前苏联历史上一直是个玩核动力的行家,但是前苏联航母一直到第四代,苏联解体前的乌里扬诺夫斯克号上才推进。之前前苏联航母都是采用蒸汽动力,原因在于前苏联红海军水面舰队在战时计划里面,也是围绕近海作战,在岸基航空兵掩护下,争夺波罗的海、日本海等海域制海权,以及确保核潜艇母港进出口的安全。

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